运动电荷在磁场中受到的力2

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1、5运动电荷在磁场中受到的力1．经历实验探究洛伦兹力方向的过程，知道洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断洛伦兹力的方向．2．经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，由此体会磁场中通电导线所受的安培力实际上是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，会计算洛伦兹力的大小．3．知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理.运动电荷宏观表现磁感线正电荷运动的方向洛伦兹力相反垂直二、电视显像管的工作原理1．电视显像管应用了电子束的原理．2．电子束打在荧光屏上的位置在偏转磁场的控制下一行一行的不断移动，这在电视技术中叫做．v⊥Bv∥B磁偏转扫

2、描3．演示实验阴极射线管发出的电子束，图3－5－1甲中的径迹是．把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，图3－5－1乙中电子束的径迹，若调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会.一条直线发生弯曲向相反的方向弯曲对象内容洛伦兹力电场力作用对象仅在运动电荷的速度方向与B不平行时，运动电荷才受到洛伦兹力带电粒子只要处在电场中，一定受到电场力大小方向F洛＝qvBsinθ，方向与B垂直，与v垂直，用左手定则判断F电＝qE，方向与E同向或反向特　点洛伦兹力永不做功电场力可做正(或负)功【典例1】在图3－5－2所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带

3、电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．借题发挥(1)确定洛伦兹力的大小时需明确“v”与“B”的方向夹角θ.(2)确定洛伦兹力的方向还需明确运动电荷的电性，特别注意负电荷的运动方向与左手四指的指向应相反．【变式1】在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图3－5－3所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将()．A．向上偏转B．向下偏转C．向纸里偏转D．向纸外偏转解析由题图可知，直线电流的方向由左向右，根据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里，而电子运动方向由左向右，由左手定则知(电子

4、带负电荷，四指要指向电子运动方向的反方向)，电子将向下偏转，故B选项正确．答案B【典例2】两个完全相同的带等量的正电荷的小球a和b，从同一高度自由落下，分别穿过高度相同的水平方向的匀强电场和匀强磁场，如图3－5－4所示，然后再落到地面上，设两球运动所用的总时间分别为ta、tb，则()．A．ta＝tbB．ta＞tbC．ta＜tbD．条件不足，无法比较解析a球进入匀强电场后，始终受到匀强电场水平向右的电场力F电＝qE作用，这个力不会改变a在竖直方向运动的速度，故它下落的总时间ta与没有电场时自由下落的时间t0相同．b球以某一速度进入匀强磁场瞬间它就受到水平向

5、右的洛伦兹力作用，这个力只改变速度方向，会使速度方向向右发生偏转，又因为洛伦兹力始终与速度方向垂直．当速度方向变化时，洛伦兹力的方向也发生变化，不再沿水平方向．上图所示为小球在磁场中某一位置时的受力情况，从图中可以看出洛伦兹力F洛的竖直分量F1会影响小球竖直方向的运动，使竖直下落的加速度减小(小于g)，故其下落的时间tb大于没有磁场时小球自由下落的总时间t0.综上所述，ta＜tb.答案C借题发挥虽然洛伦兹力不做功，但是它可以改变带电小球运动的速度方向，从而影响了带电小球的运动．一般在分析带电物体在洛伦兹力作用下做曲线运动时，往往把物体的运动在两个互相垂直

6、的方向上进行分解，分析洛伦兹力在不同方向上对物体的作用．也可以根据动能定理分析解决．【变式2】如图3－5－5所示，在竖直绝缘的水平台上，一个带正电的小球以水平速度v0抛出，落在地面上的A点，若加一垂直纸面向里的匀强磁场，小球仍能落到地面上，则小球的落点()．A．仍在A点B．在A点左侧C．在A点右侧D．无法确定答案C【典例3】在两平行金属板间，有如图3－5－6所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场．α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过．供下列各小题选择的答案有：A．不偏转B．向上偏转C．向下偏转D．向纸内或纸外偏转

7、(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将________．(2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将________．(3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入，质子将________．(4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两极正中央射入时，电子将________．解析不难看出，本题的四个小题都是根据发散思维方法设计的．为解决本题，必须从分析带电粒子在互相正交的匀强电场和匀强磁场中受力情况入手．答案(1)A(

8、2)A(3)B(4)C【变式3】如图3－5－7所示，在平行带电金属板间有垂直于纸